Design, parallel synthesis, and crystal structures of pyrazinone antithrombotics as selective inhibitors of the tissue factor VIIa complex
Research article published in Journal of medicinal chemistry (2003)
Abstract
Structure-based drug design (SBDD) and polymer-assisted solution-phase (PASP) library synthesis were used to develop a series of pyrazinone inhibitors of the Tissue Factor/Factor VIIa (TF/VIIa) complex. The crystal structure of a tripeptide-alpha-ketothiazole complexed with TF/VIIa was utilized in a docking experiment to identify the pyrazinone core as a starting scaffold. The pyrazinone core could orient the substituents in the correct spatial arrangement to probe the S1, S2, and S3 pockets of the enzyme. A multistep PASP library synthesis was designed to prepare the substituted pyrazinones varying the P1, P2, and P3 moieties. Hundreds of pyrazinone TF/VIIa inhibitors were prepared and tested in several serine protease enzyme assays involved in the coagulation cascade. The inhibitors exhibited modest activity on TF/VIIa with excellent selectivity over thrombin (IIa) and Factor Xa. The structure-activity relationship of the pyrazinone inhibitors will be discussed and X-ray crystal structures of selected compounds complexed with the TF/VIIa enzyme will be described. This study ultimately led to the synthesis of compound 34, which exhibited 16 nM (IC50) activity on TF/VIIa with >6250 x selectivity vs Factor Xa and thrombin. This potent and highly selective inhibitor of TF/VIIa was chosen for preclinical, intravenous proof-of-concept studies to demonstrate the separation between antithrombotic efficacy and bleeding side effects in a nonhuman primate model of electrolytic-induced arterial thrombosis.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Peer-reviewed research on therapeutic compound development relevant to leech-derived anticoagulants and antithrombotic agents. Indexed in PubMed and verified against the NCBI record.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Wirkstoffdesign-Studie nutzte strukturbasiertes Design und polymerunterstützte Lösungsphasen-Bibliothekssynthese, um Pyrazinon-Inhibitoren des Tissue Factor/Factor VIIa (TF/VIIa)-Komplexes der Gerinnungskaskade aufzubauen, wobei ein Kristallstruktur-Docking-Experiment zur Identifizierung des Pyrazinon-Kerngerüsts diente und Hunderte von Analoga in Serinprotease-Gerinnungsassays synthetisiert und getestet wurden; obwohl die Serie eine mäßige TF/VIIa-Aktivität bei ausgezeichneter Selektivität zeigte, ergab sie letztlich Verbindung 34, einen potenten (IC50 16 nM) und hochselektiven TF/VIIa-Inhibitor (>6250-fach gegenüber factor Xa und Thrombin), der für einen intravenösen präklinischen Machbarkeitsnachweis in einem Modell der elektrolytisch induzierten arteriellen Thrombose bei nichtmenschlichen Primaten ausgewählt wurde, um die Trennung von antithrombotischer Wirksamkeit und Blutung zu untersuchen. Sie ist mit dem Narrativ des Blutegel-Sekretoms verbunden, indem sie rationale antithrombotische Wirkstoffentdeckung veranschaulicht, die auf die Gerinnungskaskade abzielt — denselben breiten Signalweg, den die Speichelproteine des medizinischen Blutegels (hirudin, factor-Xa-Inhibitoren und andere) modulieren — und unterstreicht, warum die Charakterisierung des Blutegel-Sekretoms eine glaubwürdige Quelle selektiver gerinnungshemmender Leitstrukturen ist. Vorbehalt: Es handelt sich um präklinische medizinische Chemie mit In-vitro-Enzymassays, Kristallographie und lediglich geplantem/frühem tierischem Machbarkeitsnachweis; die Verbindungen sind synthetisch, nicht aus Blutegeln gewonnen, und die Arbeit erhebt keinerlei Ansprüche auf klinische Wirksamkeit oder Sicherheit beim Menschen.
Zitation
Design, parallel synthesis, and crystal structures of pyrazinone antithrombotics as selective inhibitors of the tissue factor VIIa complex.
Parlow JJ et al. · Journal of medicinal chemistry, 2003
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